麦克斯韦速率分布律求解分子数比率的方法讨论

麦克斯声速率分布律指出:在平衡态下,当气体分子间的相互作用可以忽略时,分布在任一速率区间v~v dV内的分子的比率为     

气体分子速率分布图像的教材编写及教学建议——基于6版高中物理新教材的对比研究

本文基于2017年版高中物理新课标对气体分子速率分布规律的要求,对比研读包括人教版在内的6版高中物理新教材相关内容,发现6版新教材均能很好地完成新课标“了解分子运动速率分布的统计规律”的要求,但部分教材呈现的分子速率分布图像不利于学生正确理解其物理意义.我们根据学生在数学学科中已建立的频数分布直方图和频率分布直方图概念,提出分子速率分布的教材编写及教学建议：直接以频率分布直方图为起点引出分子速率分布直方图,体现不同学科之间的融合创新和不同学科之间知识的类比迁移,使得最终构建速率分布物理图像的过程自然顺畅,促进学生对分子运动速率分布图像“归一化”的深入理解.     

也谈OK时热力学体系的混乱度问题

邱金法同志在《教材通迅》1985年第4期,对 OK时热力学体系混乱度问题提出了自己的看法。对于这个问题,不同的书中有不同的提法,所使用的术语也不统一。提法有三种:一说“在绝对零度时,分子的热运动可以认为完全停止,因此可以说体系的无序度等于零”;二说“没有混乱度”;三说“混乱度最小”。我认为     

温度、热量和内能的区别与联系

温度是表示物体冷热程度的物理量,它反映物体处于某一物理状态时的特征,所以温度是一个状态量.通常可以说“物体的温度是多少度”,“温度高(或低)”,或“温度变化了多少度”.温度的高低实质上反映了物体内部大量分子做无规则运动的激烈程度,是分子平均动能大小的标志.     

对单摆“平衡位置”的释疑

笔者阅读了刊登在贵刊 2 0 0 2年第 4期的“对单摆平衡位置的质疑”一文后 ,认为要消除学生的这些质疑 ,关键是要对简谐运动平衡位置的概念有一个正确的认识 .现行的人教版高中物理教材中没有对简谐运动“平衡位置”的明确定义 ,但在教材第 59面指出弹簧振子运动时 ,平衡位置处受到的弹力为零 .由此可引导学生得出做简谐运动的质点的平衡位置就是回复力等于零的位置 ,并补充说明 :平衡位置的合力不一定等于零 ,有的等于零 ,如弹簧振子 ,有的不等于零 ,如单摆 ,平衡位置与平衡状态不是同一个概念 ,为今后讲单摆的“平衡位置”埋下伏笔 .讲完…     

浅谈数学教学中的"要"和"义"

数学教学中的“要”指的是教材中针对某一问题所形成的数学纲要：定义、定理或方法；“义”指的是教材中为引出“要”而列举的同一问题的几何意义和物理意义。需要指出的是，此处的几何意义已不再是单纯的数学问题，而是直接的工程问题．因此不妨称之为工程几何意义。教材中由“义”推出了“要”,应用时,以“要”为工程或理论依据解决与“义”同类型的实际问题。     

温度、热量、内能

温度、热量、内能是初中物理热学部分的几个重要概念 ,正确理解温度、热量、内能的要领以及它们之间的关系是这部分知识的重点 ,中考中围绕这几个概念之间的区别与联系的考查题目也是比较多的 ,正确理解这几个概念 ,问题便可迎刃而解。(一 )温度、热量、内能的区别1、温度是表示物体的冷热程度 ,描述物体所处的状态的物理量之一。其实质是反映了物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度 ,对某一物体而言 ,温度只能说“是多少”或“达到多少”不能说“有”或“没有”。2、热量表示物体在热传递过程中传递内能的多少 ,是与热传递过程紧密相连的…     

浅谈图象面积在热学习题教学中的应用

数学是研究物理学的重要工具,如果能很好地、巧妙地应用数学公式和图象,在物理解题中往往能起到事半功倍的成效。本文是我们在进行热学教学中的一点体会,试图对热学课中有关图象面积教学进行初探,以期收到抛砖引玉之效果。 一、f(v)——v图中的面积 师专热学教材中,分子运动论部分的主要统计规律之一是麦克斯韦速率分布律。在平衡态下,气体分子按速率的分布为是分布在速率区间v～v dv内的分子数占总分子数的比率。称为麦克斯韦速率分布函数,其中,m是分子质量,K是玻尔兹曼常数,T是系统的温度,v是分子质心热运动的速率。 要掌握麦克斯韦分布律,必须搞清麦克斯韦速率分布函数的性质。其性质如下: (1)满足归一化条件 (2)f(v)存在一极大值,将该极大值对应的速率称为最可几速率Vp。其物理意义是把分子速率分成许多相等的小区间,则Vp所在区间内的分子数占总分子数的比率最大,并且可求出 (3)分布函数与分子质量和系统的温度有关。相同温度下,分子质量大的气体中速率小的分子多,而对伺种气体,温度越高,气体中速率大的分子数越多。 这些性质如果通过有关计算来详明,往往会遇到特殊函数,甚至误差函数的运算,这对师专学生来说无疑是困难的。为此我们从f(v)—v图象面积着手,澄清每一块面积的物理意义,让学     

蒸发是一个吸热过程吗?——与金叶同志商榷

金叶同志认为:现行初中物理教材第2册中第80页上“液体蒸发时要吸收热量”这一观点是要加上条件的,因此当然是错误的,需要在教学过程中加以补正。对于这种观点,自己不敢苟同。我认为,现行的全国统编教材上的观点是正确的,蒸发是一个吸热过程,并且在任何温度下,只要这种发生在液体表面的汽化过程发生。 怎样理解“液体蒸发时要吸收热量”呢? 从微观上看,蒸发就是液体分子从液面跑出的过     

从数学角度理解物理公式中的正比反比问题

部分电路欧姆定律数学表达式I=一U/R可改写成R=U/I·改写后若说成“导体的电阻与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比”,显然是错误的.常常听到有些教师在纠正学生这类错误时说:“从数学角度是可以这样说的,在物理上不能这样理解.”不少报刊刊登的文章也说,这是数学知识在学生学习物理过程中造成了负迁移.本文谈一点不同的看法。初中《代数》第四册是这样定义正比函数的:“一般地,函数y=kx(k是一个不等于零的常数)叫做正比例函数(这时我们说y与x成正比例)”.函数的定义是:“设在某变化过程中有两个变量x、y,如果对于x在某一范围内的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与它对应,那么就说y是x的函数.”在数学上,如     

间隔和最可几值

在普通物理麦克斯韦分布律部分的教学中,求最可几值是基本内容。书中正文给出了最可几速率值为V_P=((2KT)/m)~(1/2);而在习题中又有求最可几动能的题目,结果为ε_P=1/2KT,而不是最可几速率所对应的动能值ε=1/2mV_P~2=KT。对此很多学生产生疑问,实际上,麦氏速率分布律指出速率分布在υ—υ     

物理传感器的原理与应用

在初中物理教学中，研究物理问题的方法有很多，如“类比法、物理模型法、等效法、理想实验”等。但有一种方法用得最多，那就是当影响某一物理量变化的因素较多时，要研究某一个因素的变化对该物理量的影响，必须保持其它因素不变，否则就无法知道该物理量的变化是由哪个因素的变化引起的。这就是物理学中的“控制变量法”。例如物理教材在研究压强、动能、物体吸收热量的多少、电阻等问题时，都应用了控制变量法。不仅如此，     

让学生说物理

高中物理课堂教学中 ,如何在有限的 45分钟里 ,发挥素质教育的功能 ,笔者近几年来坚持让“学生说物理”的课堂教学改革 ,颇有感触 .1　构建机制 ,让“学生说物理”变成一种课堂教学形式“学生说物理”必须始终落实在课堂教学中 ,这就需要构建机制 ,变课堂教学中的“教师教物理”为“学生说物理” .(1 )自学质疑———与自己说物理 .首先由教师布置学生对教材某一章节进行整章自学 ,一般放在周末提前布置 ,并要求学生在自学过程中对教材、对概念进行整理、归纳 ,初步写出授课提纲 ,并通过与自己说物理 ,将准备的授课内容讲出来 .在自学的过程中 ,要学会对课本、对知识点提出各种疑问 ,并向小组和教师提交问题集 (每人有一本问题集 ) .在布置自学任务时要注意两点 :第一 ,强调是对教材的某一整章节进行自学 ,如 :《新编高一物理教材》“第三章牛顿运动定律” ;第二 ,教师不给任何指点 ,不给导学或自学提纲 ,完全由学生自己摸索 .这一点 ,很多教师不能理解 ,总觉得在学生自学前要给点什么给学生 ,这其实是低估了学生的能力 ,是对自己所教学生的不信任 ,某种程度上不是完全开放式教学 .开始 ,学生们可能自学得不尽人意 ...     

如何说好数学课

说课是指教师将备课中深入钻研教材的体会,确定的教学目标,所设计的教学程序及其理论依据口述出来的过程。说课时不仅要说出教什么,怎样教,还要讲清为什么这样教。因此,说课是对备课的深入探讨,是备课的升华。一、注重整体性从系统论的观点看,数学知识是一个系统,前后联系紧密,环环相扣。教学时强调要从整体着眼,说课时也应注重教学内容的整体性,从教材知识结构这个整体出发,说清所教内容在整个教材、整个单元知识体系中的地位和作用。例如,教“几倍求和应用题”,其基础知识是会解答“求一个数的几倍是多少”和“求两个数的和…     

OK时热力学体系混乱度为零吗?

关于在绝对零度时热力学体系混乱度的值,目前出版的教科书中有不同的说法。一种说法即“在绝对零度时,分子的热运动可以认为完全停止,因此可以说体系的无序度等于零”;也有的叙述为“没有混乱度”;还有一种说法,认为此时“体系的混乱度最小”。我认为第三种说法较为妥贴。因在一般化学反应中,同位素的比例及核自转都不改变,所以在 OK时,完全晶体中的各粒子都处于最低能级而其     

气体分子热运动速率分布情况

我们知道,处于平衡态下的气体分子速率分布有确定的规律。但是,正如前高中《物理》(甲)第二册第60页指出的“速率分布规律是一种统计规律”。这句话该怎样理解呢?对此,本文试作浅析。 1.何谓统计规律 统计规律是相同的大数量个体组成系统整体所遵从的规律。我们以抛掷硬币为例来说明。假如在相同条件下向上抛一枚伍分硬币(假设抛出点、落地点和初速均相同)。单独一次或几次抛掷时,落地时是字面向上还是国徽面向上是完全偶然的。但是在上述条件下,当抛掷次数增大到一定数值时,比如上千次,硬币落地时     

物理中“零”的意义

“零”在物理中,常常反映出一定的物理意义,这与教学中的“零”有着本质的区别,本文就“零”在物理中的意义举例说明如下. “零”不等于“没有”在物理中,“零”有时反映某个物理量的真实存在。例如,某物体的温度是“零”摄氏度,不能认为这个物体“没有”温度;贮气筒上的气压指示为“零”时,并不表示筒内压强是零,而是反映筒内尚有一个大气压的气体。反映测量工具的最小分度从数学的角度去看,小数点后面的零是没有意义的。但在物理中,比如用刻度尺测量物体的长度时,测量值后面的“零”,除了近似     

中外初中物理教材对比分析——以“分子动理论”为例

“分子动理论”是初中物理教学的重难点之一。文章通过对比苏科版初中物理教材和新加坡O Level物理教材中“分子动理论”的教学内容、例题设置、习题安排,呈现新加坡O Level物理教材在分子动理论内容设置方面的特色,为我国初中物理分子动理论模块的教学提供借鉴。     

对四年制初三化学课本（人教社最新版）的几点意见

一、关于分子概念在旧教材中 ,表述分子概念时 ,没有用下定义的方法表述。原文是这样说的 :“分子是保持物质化学性质的一种微粒” ,这里的“是”和“一种”都用得非常恰当 ,“是”即“属于”。“一种”这个词也很重要 ,它是说分子是保持物质化学性质的微粒中的一种 ,言外之意 ,还有一些物质的原子也能保持该物质的化学性质 ,例如 ,铁原子能保持铁的化学性质。从语感上意会“分子是保持物质化学性质的一种微粒”这句话 ,你会感到既委婉又准确。而在四年制初三化学课本中忽略了这一点 ,运用了以下表述 :“分子是保持物质化学性质的最小粒子”…     

斜柱体统计法及应用

文章改变了热学教材中分子运动论部分的教学思路,先讲述麦氏速率分布律,并以此为主线,借助斜柱体统计法,得到各个重要结论。